[实用新型]一种直观演示转动定律的简易装置

说明书

本实用新型涉及科普教育技术领域，尤其涉及一种直观演示转动定律的简易装置，包括底座及设在所述底座上的滑道，所述底座为三角形结构或V形结构，所述滑道由第一滑轨和第二滑轨构成，所述第一滑轨和第二滑轨之间间距可调，在所述第一滑轨和第二滑轨之间设有皮球。本实用新型一种直观演示转动定律的简易装置，通过调整第一滑轨和第二滑轨之间的间距与皮球半径之间的对应关系来验证转动定律，让观众在有趣的互动操作中思考，理解驱动力矩与角加速度的关系，驱动力矩越大，角加速度越大，滚动速度越大，越快到达底部。

技术领域

本发明涉及科普教育技术领域，尤其涉及一种直观演示转动定律的简易装置。

背景技术

刚体定轴转动定律是指刚体所受的对于某定轴的合外力矩等于刚体对此定轴的转动惯量与刚体在此合外力矩作用下所获得的角加速度的乘积。转动惯量相同的物体，驱动力矩与其旋转的角加速度称正比，驱动力矩越大，则旋转的角加速度越大；反之，驱动力矩越小，则旋转的角加速度越小。目前尚未出现直观演示转动定律的装置。

发明内容

本发明的目的是提出一种直观演示转动定律的简易装置。让观众在有趣的互动操作中思考，理解驱动力矩与角加速度的关系。

为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：

一种直观演示转动定律的简易装置，包括底座及设在所述底座上的滑道，所述底座为三角形结构或V形结构，所述滑道由第一滑轨和第二滑轨构成，所述第一滑轨和第二滑轨之间间距可调，在所述第一滑轨和第二滑轨之间设有皮球。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明一种直观演示转动定律的简易装置，通过调整第一滑轨和第二滑轨之间的间距与皮球半径之间的对应关系来验证转动定律，让观众在有趣的互动操作中思考，理解驱动力矩与角加速度的关系，驱动力矩越大，角加速度越大，滚动速度越大，越快到达底部。

附图说明

图1为本发明主视结构示意图；

图2为本发明俯视结构示意图；

图3为本发明底座为V形结构示意图。

具体实施方式

参见附图1-3所示，一种直观演示转动定律的简易装置，包括底座1及设在所述底座上的滑道，所述底座1为三角形结构或V形结构，所述滑道由第一滑轨2和第二滑轨3构成，所述第一滑轨2和第二滑轨3之间间距可调，在所述第一滑轨2和第二滑轨3之间设有皮球4。

实施例1：

采用两套本发明简易装置，使用两个相同的皮球4，两套简易装置的第一滑轨2和第二滑轨3的间距调整为不同，假设第一套装置的第一滑轨2和第二滑轨3的间距调整为2d1，第二套将第一滑轨2和第二滑轨3的间距调整为2d2，2d1和2d2均小于皮球4的直径2r，将两个相同的皮球4分别从两条坡道同样高度同时自由下滚（纯滚动）演示哪个皮球先到达最低点。根据转动定律，由于两套滑道的第一滑轨2和第二滑轨3 的间距(2d1与2d2)不同，皮球4球心距离轨道的垂直距离r1和r2（滚动的驱动力臂）也不同，所以，两个皮球的驱动力矩（mgsinαr1和mgsinαr2）不同。根据转动定律，两个皮球下滚和上滚的角加速度不同，滚振周期也不同。

实施例2：

如图3所示，采用两套V形结构的底座，并调整第一滑轨2和第二滑轨3的间距不同，将两个相同的皮球4从相同的高度放下，观察皮球4运动的轨迹及高度。根据转动定律，两个皮球下滚和上滚的角加速度不同，滚振周期也不同。

本发明一种直观演示转动定律的简易装置，通过调整第一滑轨和第二滑轨之间的间距与皮球半径之间的对应关系来验证转动定律，让观众在有趣的互动操作中思考，理解驱动力矩与角加速度的关系，驱动力矩越大，角加速度越大，滚动速度越大，越快到达底部。